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Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie D

Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie Département de chimie industrielle Domaine : Sciences et Techniques Filière : Génie des procédés Spécialité : Génie chimique Réf. : Entrez la référence du document Présenté et soutenu par : Hendaoui yahia Le : dimanche 26 juin 2022 Calcul des émissions de CO2 du four 2 dans la cimenterie BISKRIA Jury : Dr. CHERIFI Nedjma MCA Université de Biskra Président Dr. SMAIL Dalila MCA Université de Biskra Examinateur Pr. BENDJAOUHDOU Chawki Pr Université de Biskra Rapporteur Année universitaire : 2021 - 2022 MÉMOIRE DE MASTER I Remerciements Je remercier Dieu le Miséricordieux de m'avoir donné la force et le temps de faire cet humble travail. Je tiens tout d'abord à remercier Professer BENDJAOUHDOU Chawki d'avoir accepté d'être mon encadrant durant ce travail, pour la confiance qu'il m'a accordée et pour ses précieux conseils. Je remercie également les membres du jury Dr CHERIFI Nedjma et Dr SMAIL Dalida d’avoir accepté le jugement sur mon travail, et je remercie chaleureusement les ouvriers de la Cimenterie de Biskra qui m'ont ouvert leurs portes et m'ont donné l'opportunité de mettre en œuvre ce projet, Et toute l'équipe de performance et tous ceux qui m'ont aidé pendant ma formation en cours d'emploi. Je terminerai en remerciant avec ardeur et sympathie tous les membres de ma famille qui m'ont toujours soutenu moralement et financièrement tout au long de mes nombreuses années d'études. II A ma Chère Mère Fatima A mon Père Makhlouf Dont le mérite, les sacrifices et les qualités humaines m’ont permis de vivre ce jour. A mon Frères et mes sœurs Fatima,Amel,Mohamed Khaled,Abdel karim,Rania. SOMMAIRE SOMMAIRE REMERCIMENT I DEDICACE II SOMMAIRE LISTE DES TABLEAUX III LISTE DES FIGURES IV INTRODUCTION GENERALE………………………………………………………..…. 1 PARTIE THEORIQUE CHAPITRE I : Généralités sur l’industrie du ciment. INTRODUCTION…………………………………………………………………………… 3 I.1. Définition de ciment …………………………………………………………………… 4 I.2. Les différents types de ciments ……………………………………………………… 4 I.2.1. Le ciment Portland …………………………………………………………………… 4 I.2.2. Le ciment Portland composé……………………………………………………... 5 I.2.3. Le ciment métallurgique…………………………………………………………… 5 I.2.4. Les ciments spéciaux………………………………………………………………… 5 I.3 Présentation de SPA Biskria Ciment…………………………………………………… 6 I.3.1 La définition du Biskria Ciment …………………………………………………… 6 I.3.2 Siège social…………………………………………………………………………… 7 I.3.3 Cadre juridique……………………………………………………………………… 7 I.3.4 Les services …………………………………………………………………………… 7 I.3.5 Les produits………………………………………………………………………… 7 I.3.6 Principaux constituants de ciment………………………………………………… 8 I.3.6.1 Matières premières et ajouts correctifs …………………………………………… 8 I.3.6.1.1 Le calcaire………………………………………………………………………… 9 I.3.6.1.2 L’argile …………………………………………………………………………… 9 I.3.6.2 Matériaux de correction…………………………………………………………… 9 I.3.6.2.1 Minerai de fer (Fe2O3)…………………………………………………………… 9 I.3.6.2.2 Le sable………………………………………………………………………… 10 I.3.6.3 Matières Secondaires…………………………………………………………… 10 I.3.6.3.1 Gypse ……………………………………………………………….…………. 10 I.3.6.3.3 Principaux Constituants du Clinker………………………………………..… 10 SOMMAIRE I.3.7 La fabrication de ciment……………………………………………………………. 11 I.3.7.1 Extraction des matières premières………………………………………………… 11 I.3.7.2 Concassage……………………………………………………................................... 12 I.3.7.3 Stockage de matière première………………………………................................... 12 I.3.7.4 Pré-homogénéisation……………………………….................................................. 13 I.3.7.5 Doseur……………………………….......................................................................... 13 I.3.7.6 Broyage du cru…………………................................................................................ 13 I.3.7.7. Homogénéisation…………………............................................................................. 14 I.3.7.8 Atelier de Cuisson …………………............................................................................ 14 I.3.7.8.1 Préchauffeur ou cyclones ………………….............................................................. 14 I.3.7.8.2 Four rotatif………………….................................................................................... 15 I.3.7.8.3 Refroidisseur…………………................................................................................. 16 I.3.7.9 Stockage du clinker…………………........................................................................ 17 I.3.7.10 Broyage du clinker…………………........................................................................ 17 I.4 Aperçu sur les analyses du laboratoire contrôle qualité………………………… 17 I.4.1 La perte au feu ……………………………………………………………………… 17 I.4.2 Analyse par fluorescence X………………………………………………………… 17 Conclusion………………………………………………………………………………… 19 CHAPITRE II : Relation entre CO2 et l’industrie de ciment et l‘environnement INTRODUCTION………………………………………………………………………… 20 II.1. La définition de dioxyde de carbone (CO2) ……………………..………………… 21 II.3. Le cycle de CO2 dans la nature……………………………………………………… 21 II.4. Le cycle lent du carbone…………………………………………………………… 22 II.5. Le cycle rapide du carbone………………………………………………………… 23 II.6. Effets du changement du cycle du carbone ………………………………………. 24 II.6.1 L’atmosphère……………………………………………………………………… 25 II.6.2 L’océan……………………………………………………………………………. 25 II.6.3 La terre …………………………………………………………………………… 26 II.7. Effet de serre……………………………………………………………………….. 26 II.8. Le CO2 et l’effet de serre …………………………………………………………… 27 SOMMAIRE II.9. Le ciment et la production de gaz CO2 …………………………………………… 28 II.9.1. La première source de carbone dans l’industrie du ciment ………………….. 29 II.9.2. La deuxième source dans l’industrie du ciment………………………………. 29 II.10. La réduction du ciment émission CO2 …………………………………………… 30 II.11. Les méthodes de réduction d’émission de CO2 dans l’industrie du ciment …….. 31 II.11.1. Substitution matérielle……………………………………………………………. 31 II.11.2. Efficacité énergétique et substitution de carburant……………………………. 32 II.11.3. Carbonatation des matières premières minérales……………………………. 33 II.11.4. Valorisation biologique…………………………….……………………………. 33 II.11.5. Dérivés chimiques et gaz de synthèse………………………………………….. 33 Conclusion……………………………………………………………………………….. 33 PARTIE PRATIQUE : CHAPITRE III : Calculs et déterminations de la quantité de CO2 émises INTRODUCTION…………………………………………………………………………… 35 III.1. La source n°1 d’émission de CO2 (la décarbonatation) ……………………………… 36 III.1.2. Détermination de pourcentage de CaCO3 et MgCO3……………………………………………… 37 III.1.2.1. Détermination du % de CaCO3…………………………………………………… 37 III.1.2.2. Détermination du % de MgCO3…………………………………………………… 38 III.1.3. Calculs du débit massique de CaCO3 et MgCO3 …………………………………… 39 III.1.4. Calcul des émissions totales de la première source de CO………………………… 39 III.2. Le source n°2 d’émission de CO2 (par combustion du GNL) ……………………… 40 III.2.1. Définition de GNL…………………………………………………………....….…… 40 III.2.1.1. Avantages de l'utilisation du GNL dans la cimenterie………………………… 40 III.2.2. La composition de GNL …………………………………………………………… 41 III.2.3. Calcul les émissions totales de la deuxième source de CO2(GNL) …………….. 42 III.3. La masse totale d'émission de CO2 pour le four n°2…………………………..…… 44 CONCLUSION GENERALE……………………………………………………………….. 45 Références bibliographique………………………………………………………………….. 46 RÉSUMÉ Liste des tableaux III Chapitre I Tableau I.1 Les 27 produits de la famille des ciments courants. 6 Tableau I.2 Les différents types de ciments produits par la société SPA Biskria 8 Chapitre II Tableau. II.1 Les facteurs d’émission CO2 par rapport carburant. 32 Chapitre III Tableau III.1 Le procédé de décarbonatation. 39 Tableau III.2 La procédé de la cuisson. 39 Tableau III.3 Les masses de CO2 (décarbonations) 40 Tableau III.4 Les débit de gaz GNL injecté 42 Tableau III.5 Les nombres de moles du composés de GNL 43 Tableau III.6 Les nombres de moles émit du CO2 par chaque constituant 43 Tableau III.7 La quantité total de CO2 émit de la combustion de GNL 44 Tableau III.8 La masse totale de CO2 de four °02 44 Liste des figures IV Chapitre I Figure I.1 Logo SPA Biskria Ciment 7 Figure I.2 Photographie de la carrière d’extraction des matières premières 12 Figure I.3 Photographie montrant les polars de stockage 12 Figure I.4 Photographie d’un broyeur vertical 13 Figure I.5 Photographie d’un silo d’homogénéisation 14 Figure I.6 Photographie d’un four rotatif 16 Figure I.7 Photographie d’un Refroidisseur 16 Figure I.8 Spectroscopie à fluorescence X 18 Chapitre II Figure II.1 Cycle du carbone 22 Figure II.2 Effet de serre 27 Chapitre III Figure III.1 Le procédé de décarbonatation. 36 Figure III.2 La procédé de la cuisson. 36 INTRODUCTION GÉNÉRALE Page 1 Le ciment est l'un des matériaux de construction les plus utilisés dans le monde et la production de clinker est énergivore car les unités fonctionnent à des températures élevées. L'énergie utilisée dans l'industrie cimentière représente 2 % de la consommation mondiale d'énergie et plus de 5 % de la consommation mondiale d'énergie liée aux activités industrielles. De plus, suite à l'utilisation généralisée et répandue des combustibles fossiles, tels que le charbon et le gaz naturel, dans le procédé du clinker (une étape majeure dans la fabrication du ciment), l'industrie du ciment est un contributeur majeur aux émissions. En plus du dioxyde de carbone émis lors de la combustion du combustible, le processus de fabrication du clinker libère également du dioxyde de carbone lors du comptage des matières premières (première étape de la conversion des matériaux immatures). L'industrie du ciment contribue à 7 % des émissions mondiales de carbone et émet de 0,65 kg à 0,92 kg de dioxyde de carbone par kg de ciment produit. Cependant, le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre qui contribue de manière significative au réchauffement climatique. Ainsi, dans le contexte de la demande mondiale croissante en énergie et en matériaux manufacturés comme le ciment, il est nécessaire d'effectuer plusieurs mesures pour confirmer le volume d'émissions de gaz généré par cette industrie, ce qui est la première étape pour trouver les solutions nécessaires aux problèmes résultant de ces émissions. [1] Notre travail vise à évaluer le volume des émissions résultant de l'activité du four 2 de l'unité (BISKRIA CIMENT), Avec en donnant un aperçu du domaine de l'industrie du clinker, et une explication de l'impact du gaz sur l'environnement et sa relation avec cette industrie. Pour accomplir le travail qui contient tous les résultats et pour interpréter ces résultats, Nous avons conçu notre mémoire en 3 chapitres :  Introduction générale :  Chapitre I : Généralités sur l'industrie du ciment Le premier chapitre est consacré à la recherche bibliographique, basée sur les notions générales de ciment Portland, sa fabrication et sa caractéristique.  Chapitre II : La relation entre CO2 et l’industrie de ciment et environnent Le deuxième chapitre est une réalisation de la relation entre les émissions de carbone et l'industrie du ciment, tout en montrant l'impact de ces émissions sur l'environnement. INTRODUCTION GÉNÉRALE Page 2  Chapitre III : Calculs et déterminations Le troisième chapitre présente les résultats de la recherche et les idées pertinentes pour cette étude.  La conclusion générale. Généralités sur l’industrie du ciment CHAPITRE I : CHAPITRE I Généralités sur l’industrie du ciment Page 3 INTRODUCTION Le ciment est un secteur capitalistique, vital et énergivore pour la construction d'infrastructures à l'échelle nationale. Bien uploads/Geographie/ hendaoui-yahia.pdf